含过渡曲面的准双曲面齿轮精确三维几何建模方法

针对用HFT(hypoid gear formate tilt)法加工的准双曲面齿轮,根据齿轮的实际加工过程和啮合原理,通过传统机床各运动部件的齐次坐标变换,推导了齿面方程和过渡曲面方程,得到准双曲面齿轮齿面精确数学模型的解析表达式。另一方面用商用软件CATIA通过虚拟制造方法,模拟齿轮加工过程,得出齿面和过渡齿面的包络曲线族,对包络曲线族进行曲面拟合得到含有过渡曲面的准双曲面齿轮的三维几何模型。比较虚拟加工得到的齿轮三维几何模型和MATLAB中计算出的理论齿面离散点,分析结果表明:笔者给出的建立螺旋锥齿轮精确三维几何模型方法正确有效。     

准双曲面齿轮数字化建模与时变啮合特性分析

针对采用刀倾半展成法(HFT)加工的准双曲面齿轮副,根据机床各部件间运动学关系,采用齐次坐标变换的方法仿真刀具运动轨迹.基于曲面成形理论及共轭啮合原理,推导大小轮齿面及齿根过渡曲面方程,建立准双曲面齿轮副啮合数学模型.采用数值算法求解齿面啮合方程并进行轮齿接触分析(TCA),获得静态传动误差及啮合印痕.采集大小轮齿面离散点云坐标并进行三维建模,基于有限元软件ABAQUS分析准双曲面齿轮副不同工况下时变啮合特性.结果 表明,载荷变化对动态啮合力、传动误差、啮合刚度等参数的影响显著.随载荷增大,传动误差及啮合刚度曲线呈明显非对称特征,相关结果为准双曲面齿轮传动特性及动力学行为分析提供了依据.     

全工序法准双曲面齿轮建模与有限元分析

研究了全工序法准双曲面齿轮,即大轮成形法、小轮螺旋成形法加工的齿面建模、加工切削仿真和有限元分析。借助坐标变换和空间啮合理论,推导小轮齿面方程;根据机床调整参数,在CATIA中模拟刀盘和轮坯的展成运动,进行切削加工仿真,建立高精度的齿轮副实体模型;利用有限元软件Abaqus对齿轮副进行接触分析,计算并提取整个啮合过程的齿根弯曲应力和齿面接触应力,为准双曲面齿轮的强度设计提供参考。     

基于现代分析技术对准双曲面齿轮进行加载接触分析

基于HFT法加工准双曲面齿轮的理论,建立了齿轮副加工坐标系,得到了齿轮副的齿面、突端和齿根过渡曲面方程。通过MATLAB软件计算出齿轮副齿面的离散点,导入UG建模软件生成含齿根过渡曲面的精确三维模型,截取三齿啮合模型后导入HpyerMesh,建立有限元模型,加载后再导入AN-SYS得到了啮合齿面的接触应力分布情况,为深入进行准双曲面齿轮的加载啮合性能分析奠定了基础。     

克林贝格摆线齿准双曲面齿轮建模与仿真

基于克林贝格制准双曲面齿轮的加工方法和切齿加工原理,根据刀具、摇台及工件的相对位置和相对运动关系,建立切齿啮合坐标系。运用切齿啮合关系和空间啮合原理,推导出理论齿面方程。将理论齿面进行数据离散后建立非线性方程组,数值分析求解得到齿面离散点坐标。利用MATLAB和Pro/E软件进行准双曲面齿轮的三维仿真,从而为齿面接触分析、齿面误差测量、啮合动态仿真以及有限元分析等方面的研究提供理论支持。     

奥利康准双曲面齿轮的理论齿面推导及仿真

根据奥利康制准双曲面齿轮的加工方法和切齿加工原理,分析了刀具、摇台及工件的相对位置和相对运动关系,建立了切齿加工坐标系.运用空间啮合原理,推导出理论齿面方程.将理论齿面进行数据离散后建立方程组,数值分析求解得到齿面离散点坐标.利用三维软件进行了理论齿面的三维仿真,从而为齿面接触分析(TCA)、齿面误差测量以及有限元分析等方面的研究提供了理论基础.     

基于反共轭原理设计工具轮的准双曲面齿轮热滚轧成形数值模拟

基于展成法加工准双曲面齿轮小轮,依据铣刀切齿坐标系及齿面方程,建立了加工准双曲面齿轮小轮的数学模型,推导出了小轮的理论齿面方程。对理论齿面进行离散化,求解出离散点的坐标,将齿面点导入UG中进行齿面造型;根据反共轭原理,求解出与小轮完全共轭的工具轮齿面方程以及齿面点,对之进行三维造型。对三维模型进行运动仿真,通过接触区验证造型的正确性。根据等体积原则,求解出滚轧轮坯。将滚轧模型导入到DEFORM中进行数值模拟,由模拟结果验证加工工艺的可行性,并为后续试验提供理论指导。     

机床调整参数误差对小轮齿面误差影响规律的理论研究

研究机床调整参数误差对变性法加工的准双曲面齿轮小轮齿面误差的影响规律.基于齿轮啮合原理建立准双曲面齿轮小轮的理论齿面方程和误差齿面方程,推导机床调整参数误差作用下的齿面任一点法向误差的解析表达式,提出机床调整参数误差对齿面法向误差的影响系数概念,依此判断各项机床调整参数误差对齿面误差的影响程度.通过理论齿面和误差齿面的比较,确定各项机床调整参数误差作用下齿面节点处法向误差的变化规律,以及全齿面法向误差的变化规律.由解析法和非线性迭代法求解共同确定了准双曲面齿轮加工过程中对齿面误差影响较大的调整参数误差项.研究内容和方法可为准双曲面齿轮齿面误差补偿修正提供理论依据和实践指导.     

准双曲面齿轮运动参数和曲率特性的研究

文中根据机床加工调整参数,推导了准双曲面齿轮的齿面数学表达式,建立了准双曲面齿轮的三维模型,并通过数值迭代方法求解了准双曲面齿轮点接触弹流润滑分析所需的相对运动速度、卷吸速度以及瞬时接触椭圆长短轴方向的曲率等参数,为准双曲面齿轮弹流润滑分析奠定了基础。     

超减速比准双曲面齿轮强度失效机理研究

针对超减速比准双曲面齿轮的强度以及疲劳等问题,完成了齿坯参数的计算;建立三维装配模型,并对超减速比准双曲面齿轮进行了有限元仿真;推导出一种由大轮设计参数计算小轮设计参数的计算方法,可计算出相对应的小轮齿坯和大轮齿坯;利用大小轮齿面方程,在Matlab中求出齿面离散点坐标,导入三维软件SolidWorks后,通过将离散点连成线段,再把线连成面,最终实现超减速比准双曲面齿轮三维建模,并将所建立的模型导入Ansys Workbench中进行了有限元仿真。结果表明,转速、反向转矩和齿轮齿根部分采用不同的刀顶圆角加工时,都会影响超减速比准双曲面齿轮的最小疲劳寿命。